KR20060045325A - 샘플링 및 분배 장치 - Google Patents

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Abstract

임의로 승강가능한 장치 본체(18)는 혈액 표본이 수용된 시험관(11)을 이송하는 안내레일(15)의 중간에 제공된다. 제1회전축(19) 주위로 회전하는 제1가동 베이스(20)는 장치 본체에 제공되며, 제2회전축(21) 주위로 회전하는 제2가동 베이스(22)는 제1가동 베이스상에 제공된다. 시험관을 끌어올리는 파지기구(41)와, 시험관내에 있는 혈액 표본을 샘플링하기 위하여 시험관에 대해 후퇴가능하게 구동되는 샘플링 및 분배용 탐침은 제2가동 베이스상에 제공된다. 혈액 표본이 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 샘플링될 때, 상기 제1가동 베이스는 시험관을 경사시키도록 회전하며, 제2가동 베이스는 상기 샘플링 및 분배용 탐침의 축선에 대해 시험관을 경사시키도록 회전한다.
이송로, 파지기구, 탐침, 회전구동기구, 모터, 전동기구, 회전작동기, 경사각

Description

샘플링 및 분배 장치{SAMPLING AND DISPENSING APPARATUS}
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플링 및 분배 장치의 정면도.
도2는 샘플링 및 분배 장치의 측면도.
도3은 샘플링 및 분배 장치의 측면도.
도4는 샘플링 및 분배 장치의 동작을 도시한 측면도.
도5는 축선이 수직일 때, 샘플링 및 분배 장치에 사용되는 시험관의 상태를 도시한 측면도.
도6은 샘플링 및 분배 장치에 사용되는 시험관으로부터 샘플링의 상태를 도시한 측면도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
11: 시험관 18: 장치 본체
19: 제1회전축 20: 제1가동 베이스
21: 제2회전축 22: 제2가동 베이스
28: 제1회전구동기구 38: 탐침
40: 제2회전구동기구 41: 파지기구
본 발명은 혈액 표본이 수용된 시험관으로부터 혈액 표본을 자동으로 샘플링 및 분배하기 위한 샘플링 및 분배장치에 관한 것이다.
생화학적 분석 등과 같은 다양한 혈액 검사를 실행하는 경우, 혈액 표본 등이 수용된 시험관이 원심분리기에 배치되어, 그 전처리로서 혈액 원심분리 처리가 실행된다. 이어서, 시험관에 수용된 혈액 혈청의 샘플링과, 이렇게 샘플링된 혈액 표본을 설정의 검사 용기에 분배하는 분배작업이 실행된다.
도5는 혈액 표본이 원심분리된 시험관의 내부에 수용되는 일반적인 상태를 도시하고 있다. 혈액 혈청(β)과 혈병(血餠)(γ)은 시험관(11)의 내부에서 서로 분리된다. 혈액 혈청(β)과 혈병(γ) 사이의 경계면이 명확하게 구분되도록, 이러한 분리는 실리콘 등과 같은 분리제(δ)에 의해 실행된다. 즉, 원심분리된 혈액 표본은 시험관(11)의 상부로부터 혈액 혈청(β)과, 분리제(δ)와, 혈병(γ)의 순서로 3개층으로 분리된다.
따라서, 개방부가 상향으로 설정지지된 시험관(11)내의 혈액 혈청(β)이 샘플링될 때, 선단이 예리하게 형성된 중공의 원추형 샘플링 및 분배용 탐침이 시험관(11)의 상부로부터 삽입되며, 오직 혈액 혈청(β)만 공기 흡입기구(도시않음)에 의해 샘플링된다. 이어서, 샘플링된 혈액 혈청(β)을 갖는 샘플링 및 분배용 탐침이 설정의 위치로 이동되며, 상기 혈액 혈청(β)이 설정의 검사 용기에 대해 분배 된다.
그러나, 시험관(11)에 수용된 혈액 혈청(β)은 그 양이 매우 적으며, 액체 수위로부터 바닥면[분리제(δ)의 상부면]까지의 거리는 매우 짧다. 또한, 분리제(δ)의 상부면은 불규칙할 수도 있으며, 상기 분리제(δ)는 경사질 수도 있다. 따라서, 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 진공흡입이 실행될 때, 샘플링 및 분배용 탐침의 선단 개구는 상기 분리제(δ)와 접촉하게 되어, 상기 선단 개구가 차단된다. 따라서, 상기 혈액 혈청이 부드럽게 샘플링될 수 없다.
혈액 혈청(β)이 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 진공흡입될 때, 축의 선단부에 평탄화부재를 갖는 보조 샘플링부재가 시험관(11)에 삽입되고, 상기 분리제(δ)는 평탄화부재에 의해 가압되므로써, 상기 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 혈액 혈청(β)을 진공흡입하기 위한 공간이 할당되는 것으로 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허공개 제9-304398호).
그러나, 만일 시험관(11)에 수용된 분리제(δ)가 상술한 보조 샘플링부재에 의해 평탄하게 된다면, 시험관(11)에 수용된 혈액 혈청(β)은 그 양이 매우 적고, 액체 수위로부터 바닥면[분리제(δ)의 상부면]까지의 거리는 매우 짧다. 따라서, 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 진공흡입이 실행될 때, 샘플링 및 분배용 탐침의 선단 개구가 상기 분리제(δ)와 접촉하게 되고, 상기 선단 개구가 폐쇄되어 부드러운 샘플링 작업을 실행할 수 없다는 문제점이 내포되어 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 단점을 해소하기 위해 고안되었다. 본 발명의 목적은 매우 적은 양이 샘플링되는 경우에도, 시험관에 수용된 혈액 혈청을 부드럽게 샘플링할 수 있는 샘플링 및 분배용 탐침을 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 혈액 표본이 수용된 시험관을 그 상부 개구를 상향으로 하여 수직상태로 지지하면서 이송하는 이송로와; 상기 이송로에 인접하여 배치된 장치 본체와; 상기 장치 본체에 제1회전축을 중심으로 수직방향으로 제공된 제1가동 베이스와; 상기 제1가동 베이스에 대해 수평방향으로 제2회전축 주위에 회전가능하게 제공된 제2가동 베이스와; 상기 제2가동 베이스에 제공되며, 상기 이송로에 이송될 시험관을 파지하고 상기 시험관을 이송로로부터 수직상향으로 끌어올리는 파지기구와; 상기 제1가동 베이스상에 제공되며, 상기 파지기구에 의해 파지될 시험관에 대해 후퇴가능하게 구동되며 상기 시험관의 내부에 혈액 표본을 샘플링하는 샘플링 및 분배용 탐침과; 상기 시험관의 내부에 있는 혈액 표본이 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 샘플링될 때, 제1가동 베이스를 회전시키고 상기 샘플링 및 분배용 탐침 및 시험관을 수직부에 대해 경사시키는 제1회전구동기구와; 상기 제1가동 베이스가 제1회전구동기구에 의해 회전될 때, 제2가동 베이스를 회전시키고 상기 샘플링 및 분배용 탐침의 축선에 대해 시험관을 경사시키는 제2회전구동기구를 포함하는 샘플링 및 분배 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 샘플링중 시험관이 경사질 수 있으며, 액체 수위로부터 바닥면까지의 거리가 증가되고, 이에 따라 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 부드러운 샘플링이 실행될 수 있다는 양호한 효과를 달성할 수 있다.
하기에 본 발명의 또 다른 장점이 상세히 서술될 것이며, 이러한 장점은 서술한 바에 의해 부분적으로 명확하게 되거나, 본 발명의 실행에 의해 인식할 수 있게 될 것이다. 본 발명의 장점은 특히 하기에 서술되는 유용성 및 그 조합에 의해 실현될 수 있을 것이다.
명세서에 참조되고 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고 있으며, 상술한 바와 같은 일반적인 사항의 기재와 하기에 서술되는 양호한 실시예의 상세한 설명에 의해 본 발명의 원리를 양호하게 인식할 수 있을 것이다.
도1 내지 도6은 본 발명의 일실시예를 각각 도시하고 있다. 도1은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플링 및 분배 장치의 정면도이고; 도2는 샘플링 및 분배 장치의 측면도이며; 도3 및 도4는 샘플링 및 분배 장치의 측면도이며; 도5는 축선이 수직일 때, 샘플링 및 분배 장치에 사용되는 시험관의 상태를 도시한 측면도이고; 도6은 샘플링 및 분배 장치에 사용되는 시험관으로부터 샘플링의 상태를 도시한 측면도이다.
본 발명의 실시예의 시험관(11)은 투명한 유리로 제조되며, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 원통형의 상부 개구(12)로 형성된다. 시험관(11)에 수용된 혈액 표본은 미리 원심분리되며, 혈액 혈청(β)과 혈병(γ)은 시험관(11)의 내부에서 서로 분리되어 있다. 상기 혈액 혈청(β)과 혈병(γ) 사이의 경계면은 실리콘 등과 같은 분리제(δ)에 의해 분리된다. 즉, 원심분리된 혈액 표본은 시험관(11)의 상부로부터 혈액 혈청(β)과, 분리제(δ)와, 혈병(γ)의 순서로 3개층으로 분리된다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 시험관(11)은 시험관 홀더(13)에 의해 하나씩 지지된다. 상기 시험관 홀더(13)는 예를 들어 합성수지 물질로 성형된 홀더 본체(14)를 포함한다. 이송로로 작용하는 안내레일(15)상에 시험관이 수직으로 지지된 상태로 이송되도록, 홀더 본체(14)에는 결합부가 제공된다. 이러한 실시예에서서는 상하부 2단 플랜지부(14a, 14b) 사이에 링형 홈이 제공된다.
도2에 도시된 바와 같이, 상기 안내레일(15)은 합성수지나 알루미늄 물질 등에 의해 채널형으로 형성되며, 그 단면은 상부가 개방된 U형으로 형성된다. 상기 안내레일(15)의 내측면에 있어서, 홀더 본체(14)의 링형 홈과 결합되는 안내리브(16)는 안내레일(15)의 길이방향으로 제공된다. 안내레일(15)의 바닥부에서, 무한벨트로 구성된 이송벨트(17)는 자유롭게 이동될 수 있도록 인장된다. 상기 시험관 홀더(13)가 마찰에 의해 이송되도록, 안내레일(15)에 지지된 시험관 홀더(13)의 바닥면은 이송벨트(17)의 상부면과 접촉하게 된다. 도1에 교대로 도시된 길고 짧은 점선(M)은 시험관(11)의 기준축선을 도시하고 있다.
샘플링 위치(B)는 안내레일(15)의 중간에 제공된다. 샘플링 위치(B)에는 시험관 홀더(13)에 지지된 시험관(11)을 파지하여 이를 제거하기 위해 샘플링 및 분배 장치가 제공된다.
상기 샘플링 및 분배 장치에 대해 서술하기로 한다. 안내 레일(15)에 대해 임의로 상승하는 샘플링 분배 장치의 본체(18)는 안내 레일(15)의 위에 제공된다. 도1에 교대로 도시된 길고 짧은 점선(K)은 장치 본체(18)의 기준축선을 도시하고 있으며, 상기 기준축선(K)은 항상 수직방향을 가리킨다. 장치 본체(18)는 주면이 수직방향으로 형성된 하나의 디스크형 몸체로서 제공된다. 이러한 장치 본체는 공압실린더 등과 같은 상승기구(도시않음)에 의해 기준축선(K)을 따라 상승하도록 형성된다.
제1회전축(19) 주위로 회전가능한 제1가동 베이스(20)는 상기 장치 본체(18)에 제공된다. 상기 제1가동 베이스(20)는 장치 본체에 평행한 하나의 디스크형 몸체로서 제공된다. 제2회전축(21) 주위로 회전가능한 제2가동 베이스(22)는 제1가동 베이스(20)의 하단부에 제공된다. 제1회전축(19) 및 제2회전축(21)은 수직방향으로 이격되며, 또한 서로에 대해 평행하게 형성된다.
펄스 모터 등과 같은 모터는 장치 본체(18)에 고정되며, 상기 모터의 회전축(24)은 수평 방향을 향하도록 배치된다. 구동 풀리(25)는 회전축(24)에 결합가능하게 삽입되므로, 상기 구동 풀리(25)는 벨트(26)를 통해 제1회전축(19)에 결합가능하게 삽입된 종동 풀리(27)에 회전력을 전달하도록 설계된다. 또한, 제1회전축(19)은 모터(23)의 회전에 의해 회전하며; 이에 따라 제1가동 베이스(20)는 회전된 후, 수직축선에 대해 45°경사진다. 즉, 제1회전구동기구(28)는 모터(23)와, 구동 풀리(25)와, 종동 풀리(27)와, 제1가동 베이스(20)로 구성된다.
상기 제1가동 베이스(20)의 상단부에는 2개의 안내로드(30) 및 하나의 스크류축(31)이 브래킷(29)을 거쳐 상기 제1가동 베이스(20)의 주면에 평행하게 제공된다. 스크류축(31)의 상단부는 커플링(32)을 통해 서보모터(33)의 회전축에 연결된 다. 너트(35)는 스크류축(31)에 나선결합되며, 볼스크류(36)가 형성된다. 안내로드(30)에 의해 안내되어 상승한 지지부재(37)는 상기 너트(35)에 제공되며, 시험관(11)에 혈액 표본을 샘플링하는 샘플링 및 분배용 탐침(38)은 상기 지지부재(37)에 제공된다. 도1에 교대로 도시된 길고 짧은 점선(L)은 샘플링 및 분배용 탐침(38)의 기준축선을 도시하고 있다.
상기 샘플링 및 분배용 탐침(38)은 선단부(38a)가 예리하게 날카로운 형태를 형성하는 중공의 원추형으로 형성된다. 상기 샘플링 및 분배용 탐침(38)은 튜브를 통해 진공흡입원(도시않음)에 연결된다. 또한, 상기 샘플링 및 분배용 탐침(38)의 선단부(38a)는 혈액 혈청(β)이 샘플링될 수 있도록, 시험관(11)의 상부 개구(12)를 통해 시험관(11)에 삽입된다.
제2회전구동기구(40)에 있어서, 제2회전축(21)을 회전구동시키는 회전 작동기(39)는 제1가동 베이스(20)의 하단부에 제공되며, 제2가동 베이스(22)는 제2회전축(21) 주위에서 제1가동 베이스(20)에 대해 약 5°경사지도록 형성된다.
시험관(11)을 파지하는 파지기구(41)는 제2가동 베이스(22)에 제공된다. 상기 파지기구(41)는 시험관(11)의 벨로우즈가 양측 사이에서 파지될 수 있도록 공압실린더(42)에 의해 개폐되는 한쌍의 파지부재(43)로 구성되어 있다. 따라서, 장치 본체(18)가 시험관(11)이 한쌍의 파지부재(43)에 의해 파지되는 상태로 기립되었을 때, 시험관(11)이 샘플링되어 시험관 홀더(13)로부터 끌어올려진다.
상술한 바의 샘플링 및 분배 장치의 기능에 대해 서술하기로 한다.
시험관(11)에 수용된 혈액 표본은 미리 원심분리된다. 혈액 혈청(β)과 혈 병(γ)은 시험관(11)의 내부에서 서로 분리되며, 혈청(β)과 혈병(γ) 사이의 경계면은 실리콘 등과 같은 분리제(δ)에 의해 분리된다. 상부 개구(12)가 상향으로 지향될동안 상기 혈액 표본이 수용된 시험관(11)은 시험관 홀더에 의해 하나씩 수직 상태로 지지되어, 이송벨트(17)에 의해 이송된다. 따라서, 시험관 홀더(13)는 안내레일(15)을 따라 이송된다. 이때, 기준축선(M)은 수직방향을 나타낸다.
시험관(11)이 샘플링 위치(B)에 위치되었을 때, 샘플링 및 분배 장치의 장치 본체(18)가 하강한다. 그후, 파지기구(41)의 한쌍의 파지부재(43)가 파지하려고 하는 시험관의 벨로우즈에 대향하면, 한쌍의 파지부재(43)는 공압실린더에 의해 시험관(11)을 파지하도록 폐쇄된다.
이어서, 장치 본체(18)가 상승하면, 시험관(11)은 시험관 홀더(13)로부터 샘플링된다. 즉 시험관(11) 및 시험관 홀더(13)는 서로 분리되며, 오직 시험관(11)만 끌어올려진다.
시험관(11)이 파지기구(41)에 의해 파지되어 소정의 높이까지 끌어올려지면, 모터(23)가 구동된다. 그후, 회전축(24)의 회전력이 구동풀리(25), 벨트(26), 종동풀리(27)로 전동되고; 제1회전축(19)이 회전한다. 따라서, 제1가동 베이스(20)는 제1회전축(19)의 주위로 회전하여, 도3에 도시된 바와 같이 수직축선에 대해 약 40°경사진다. 그후, 제1가동 베이스(20)에 제공된 회전 작동기(39)와, 제2회전구동기구(40)를 구성하는 회전 작동기(39)와, 파지기구(40)에 의해 파지된 시험관(11)은 일체로 약 49°경사진다. 즉, 기준축선(L)과 기준축선(M)은 기준축선(K)에 대해 약 40°경사진다.
이어서, 회전 작동기(39)가 구동되어 제2회전축(21)을 회전시키면, 제2가동 베이스(22)는 제2회전축(21)의 주위로 회전한다. 그후, 제2가동 베이스(22)는 제1가동 베이스(20)의 축선에 대해 도4의 화살표(C)로 도시된 방향으로 약 5°경사진다. 따라서, 시험관(11)은 샘플링 및 분배용 탐침(38)의 축선에 대해 표시된 방향으로 약 5°경사진다. 즉, 기준축선(M)은 기준축선(K)에 대해 약 45°경사지며, 기준축선(M)은 기준축선(L)에 대해 약 5°경사진다.
따라서, 시험관(11)에 수용된 혈액 혈청(β)과 혈병(γ)과 분리제(δ) 사이의 거리가 도5에 도시된 수직상태에서 H1 이고, 기준축선(M)이 도6에 도시된 바와 같이 약 45°경사졌다고 가정하였을 때 H2라고 가정하면, H1 < H2 의 공식이 설정된다. 혈액 혈청(β)의 액체 수위는 시험관(11)을 경사시키므로써 분리제(δ)로부터 분리된다.
이어서, 서모모터(33)가 구동되고, 볼스크류(36)의 스크류축(31)이 회전하면, 회전운동은 상기 스크류축(31)에 나선결합된 너트(35)에 의해 선형운동으로 변환된다. 따라서, 지지부재(37)를 통해 너트(35)에 의해 지지된 샘플링 및 분배용 탐침(38)이 하강하고, 그 선단부(38a)는 시험관(11)에 삽입된다. 이때, 시험관(11)의 기준축선(M)은 샘플링 및 분배용 탐침(38)의 기준축선(L)에 대해 약 5°경사진다. 따라서, 도6에 도시된 바와 같이, 샘플링 및 분배용 탐침(38)의 선단부(38a)는 혈액 혈청(β)의 가장 깊은 부분까지 삽입된다. 즉, 혈액 혈청(β)이 샘플링 및 분배용 탐침(38)에 의해 진공흡입되었을 때 공간이 할당되며, 상기 혈액 혈청(β)은 시험관(11)에 남아있지 않고 샘플링될 수 있으며, 샘플링되는 양이 증 가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 샘플링 및 분배 장치는 샘플링중 시험관이 경사질 수 있으며, 액체 수위로부터 바닥면까지의 거리가 증가되므로써, 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 부드러운 샘플링이 실행될 수 있다는 장점을 제공한다.
상기 회전구동기구는 펄스모터의 회전력이나 회전작동기의 회전력을 회전축에 전동하도록 설계되었지만, 상기 회전구동기구는 이에 한정되지 않으며, 공압실린더, 랙-피니언 기구 등이 사용될 수도 있다.
또한, 시험관에 수용된 혈액 표본이 미리 원심분리되는 경우에 대해 설명하였지만, 혈액 혈청과 혈병은 시험관의 내부에서 서로 분리될 수도 있고, 오직 혈액 혈청만 샘플링될 수도 있으며, 본 발명은 원심분리하기 전에 혈액 표본을 샘플링하는 경우에도 적용될 수 있다.
본 기술분야의 숙련자라면 본 발명을 용이하게 변형시킬 수 있으며 또한 본 발명의 또 다른 장점도 용이하게 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 도시 및 서술한 바에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 한정된 일반적인 발명개념의 정신 및 범주로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.
본 발명에 의하면, 샘플링중 시험관이 경사질 수 있으며, 액체 수위로부터 바닥면까지의 거리가 증가되고, 이에 따라 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 부드러운 샘플링이 실행될 수 있다는 양호한 효과를 달성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 혈액 표본이 수용된 시험관을 그 상부 개구를 상향으로 하여 수직상태로 지지하면서 이송하는 이송로와,
    상기 이송로에 인접하여 배치된 장치 본체와,
    상기 장치 본체에 제1회전축을 중심으로 수직방향으로 제공된 제1가동 베이스와,
    상기 제1가동 베이스에 대해 수평방향으로 제2회전축 주위에 회전가능하게 제공된 제2가동 베이스와,
    상기 제2가동 베이스에 제공되며, 상기 이송로에 이송될 시험관을 파지하고 상기 시험관을 이송로로부터 수직상향으로 끌어올리는 파지기구와,
    상기 제1가동 베이스상에 제공되며, 상기 파지기구에 의해 파지될 시험관에 대해 후퇴가능하게 구동되며 상기 시험관의 내부에 혈액 표본을 샘플링하는 샘플링 및 분배용 탐침과,
    상기 시험관의 내부에 있는 혈액 표본이 샘플링 및 분배용 탐침에 의해 샘플링될 때, 제1가동 베이스를 회전시키고 상기 샘플링 및 분배용 탐침 및 시험관을 수직부에 대해 경사시키는 제1회전구동기구와,
    상기 제1가동 베이스가 제1회전구동기구에 의해 회전될 때, 제2가동 베이스를 회전시키고 상기 샘플링 및 분배용 탐침의 축선에 대해 시험관을 경사시키는 제2회전구동기구를 포함하는 것을 특징으로 하는
    샘플링 및 분배 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1회전구동기구는 장치 본체에 제공된 모터와, 모터의 회전력을 제1회전축에 전달하는 전동기구로 구성된 것을 특징으로 하는
    샘플링 및 분배 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2회전구동기구는 제1가동 베이스상에 제공된 회전작동기인 것을 특징으로 하는
    샘플링 및 분배 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플링 및 분배용 탐침은 상기 모터에 의해 구동되는 볼스크류와 상기 제1가동 베이스에 제공된 모터에 의해 후퇴가능하게 구동되는 것을 특징으로 하는
    샘플링 및 분배 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제1회전구동기구에 의한 경사각은 40°이고, 제2회전구동기구에 의한 경사각은 5°인 것을 특징으로 하는
    샘플링 및 분배 장치.
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